Wie viel Festigkeit geht durch die Delamination von Kohlenstofffasern verloren?

KohlefaserVerbundwerkstoffe sind bekannt für ihr hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und finden in verschiedenen Branchen breite Anwendung, darunter Automobil-, Luft- und Raumfahrt- sowie Sportgeräteindustrie. Eine wesentliche Herausforderung bei der Verwendung dieser Materialien ist jedochDelamination—eine Trennung zwischen den Schichten innerhalb der Verbundstruktur. Das Verständnis der Ursachen, Auswirkungen und vorbeugenden Maßnahmen gegen Delamination ist entscheidend für die Leistungsfähigkeit und Langlebigkeit von Kohlenstofffaserbauteilen.

Delamination in KohlenstofffasernDelaminationen in Verbundwerkstoffen können durch verschiedene Faktoren entstehen, darunter Herstellungsfehler, Stoßschäden, Umwelteinflüsse und Materialunverträglichkeiten. Herstellungsfehler wie unzureichender Harzauftrag, ungenügende Aushärtung oder mangelhafte Faserausrichtung können zu schwachen Grenzflächen zwischen den Schichten und damit zu Delaminationen führen. Stoßereignisse wie Kollisionen oder Stürze können durch lokale Beschädigungen ebenfalls Delaminationen auslösen. Umwelteinflüsse wie Feuchtigkeit, Temperaturschwankungen und der Kontakt mit Chemikalien können die Harzmatrix schädigen, die Verbindung zwischen den Schichten schwächen und Delaminationen begünstigen. Darüber hinaus erhöht die Verwendung inkompatibler Materialien oder ungeeigneter Klebetechniken das Risiko von Delaminationen.

Das Auftreten von Delaminationen beeinträchtigt die mechanischen Eigenschaften von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen erheblich. Studien haben gezeigt, dass Delaminationen zu einer Verringerung der Druckfestigkeit und Steifigkeit führen können. Beispielsweise ergab eine Studie an unidirektionalen, kohlenstofffaserverstärkten Epoxidharz-Verbundwerkstoffen, dass Delaminationsflächen von mehr als 60 mm² eine Abnahme der Druckfestigkeit und des Elastizitätsmoduls zur Folge hatten. Konkret sanken Elastizitätsmodul und Druckfestigkeit mit jeder Zunahme der Delaminationsfläche um 40 mm² um etwa 4,85 % bzw. 5,12 %.

Die Verhinderung von Delaminationen erfordert mehrere wichtige Strategien:

• Optimierte Fertigungsprozesse: Um starke Zwischenschichtbindungen zu fördern, ist eine gründliche Oberflächenvorbereitung, ein gleichmäßiger Harzauftrag, der richtige Druck während der Aushärtung und kontrollierte Aushärtungsbedingungen sicherzustellen.

• MaterialauswahlWählen Sie hochwertige, kompatible Harze und Fasern und ziehen Sie den Einsatz von Prepreg-Materialien für eine gleichmäßige Verklebung in Betracht.

• DesignoptimierungVermeiden Sie scharfe Ecken und abrupte Übergänge und richten Sie die Fasern strategisch aus, um die zu erwartenden Belastungen aufzunehmen und Spannungskonzentrationen zu reduzieren, die zu Delaminationen führen können.

• Qualitätskontrolle nach der Herstellung: Implementieren Sie zerstörungsfreie Prüfverfahren wie Ultraschallprüfung, Röntgenprüfung oder Thermografie, um Hohlräume oder Schwachstellen zu erkennen, die zu Delaminationen führen könnten.

Durch das Verständnis der Ursachen und Auswirkungen von Delaminationen und die Umsetzung vorbeugender Maßnahmen können Hersteller die Haltbarkeit und Leistungsfähigkeit von Kohlefaserbauteilen verbessern.

Supreme Carbonist spezialisiert auf die Herstellung von hochwertigen ProduktenKohlefaserprodukteDurch fortschrittliche Fertigungstechniken werden Delaminierungsrisiken minimiert. Ihr Engagement für Qualitätskontrolle und Materialauswahl gewährleistet die Zuverlässigkeit und Langlebigkeit ihrer Bauteile.

Weitere Informationen zur Delamination und deren Auswirkungen auf Kohlenstofffaserprodukte finden Sie auf der Website von Supreem Carbon (https://www.supreemcarbon.com/delaminated-carbon-fiber-impact.html).